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南京大气可吸入颗粒物的理化特性研究

作　者: 沈宏雷
导　师: 汤莉莉
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 环境科学
关键词: 南京多环芳烃可吸入颗粒物水溶性离子理化特征
分类号: X513
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

大气可吸入颗粒物(PM10)及其中有机(持久性有机污染物例如多环芳烃PAHs)和无机污染物等是目前我国城市大气污染的主要形式之一,研究PM10及其PAHs和水溶性无机离子的理化特征,对于有关部门制定大气污染控制措施,提高城市居民生活质量,具有重要的理论意义和实用价值。本研究运用Anderson9级非生物撞击式采样器,通过现场采样、实验分析和数理统计等方法,以2008和2009年南京市不同功能区大气PM10及其中持久性有机污染物PAHs和无机污染物为主要研究对象,分析PM1o和PM2.1中PAHs时空分布特征并对其来源进行解析；建立系统的大气颗粒物中PAHs分析检测方法,分析PM10中PAHs粒径谱分布；研究PM10中水溶性无机离子组分特征、时空变化规律和源特征,揭示其污染转化机理,研究各类污染源对粒子组分的贡献率。主要结论如下：(1)各功能区秋季大气细粒子质量浓度均大于夏季,本底区质量浓度最低。大气PM1o粒子质量浓度谱多呈双模态分布,受粗细粒子共同影响。南京北郊PM2.1与PM10的日浓度变化具有趋势相似性,PM10浓度昼夜变化幅度大于PM2.1,这说明气象条件变化对粗颗粒的影响大于细颗粒。采样期间南京北郊PM10和PM2.1质量浓度分别超过国家标准1.08和2.08倍,说明南京北郊冬季颗粒物污染较为严重。(2)南京大气细粒子中PAHs具有明显的时空分布特征,夏季大气细粒子中PAHs浓度低于秋季,且PM1.1/PM2.1的比值大都在60%-80%之间,PAHs大多吸附在PM1.1上。由于夏季气温较高,低环的PAHs更易进入气相中,夏季低环PAHs浓度明显小于秋季。对南京大气细粒子PAHs进行源解析,表明PAHs主要来自化石燃料的不完全燃烧。(3)南京北郊冬季大气可吸入颗粒物中主要水溶性阴离子为SO42-(占WSIC总浓度的87%-92%),且海盐对南京北郊大气PM10和PM2.1中的SO42-浓度影响很小。SO42-、Cl-和F-粒径谱分布相似,均呈双模态粗模态中,粗粒子峰值出现4.7-5.8μm处,积聚模中的峰值处于0.7-1.1μm间；N03-和NO2-主要呈现单模态,峰值出现在4.7-5.8μm的粒径范围。SO42-与NO3-、F-与NO3-、SO42-与Cl-的均呈显著性相关,说明其存在一定的同源性。NO3-/SO42-的平均值白天夜间均远小于1,说明南京北郊大气污染以固定源为主。水溶性无机离子WSIC中浓度最高的是SO42-,证明南京北郊以煤烟型污染为主。WSIC与粗粒子(PM2.1-10)的相关性较好,说明WSIC多数附着在PM2.1-10粒径段。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景  9-14
    1.1.1 大气可吸入颗粒物定义  9
    1.1.2 气溶胶粒子的粒径分布  9-10
    1.1.3 可吸入颗粒物的环境效应  10-12
    1.1.4 多环芳烃(PAHs)  12-13
    1.1.5 水溶性离子  13-14
  1.2 研究意义和内容  14-15
第二章实验部分  15-19
  2.1 实验仪器  15
  2.2 实验试剂  15
  2.3 实验方法  15-19
    2.3.1 采样点的选择  16-17
    2.3.2 样品的采集  17
    2.3.3 PAHs的预处理及分析测定  17
    2.3.4 水溶性无机离子的预处理及分析测定  17-18
    2.3.5 质量保证与控制(QA/QC)  18-19
第三章南京大气颗粒物质量浓度及粒径谱分布特征  19-24
  3.1 南京市不同功能区PM_(10)质量浓度及粒径谱分布  19-21
  3.2 南京北郊冬季PM_(10)质量浓度谱及粒径分布  21-22
  3.3 本章小结  22-24
第四章第四章南京不同功能区大气可吸入颗粒物中PAHs特征及源解析  24-29
  4.1 夏、秋季节细粒子中PAHs的污染状况  24
  4.2 不同季节细粒子中各环PAHs分布特征  24-25
  4.3 细粒子中PAHs来源解析  25-27
  4.4 本章小结  27-29
第五章南京大气可吸入颗粒物中水溶性无机离子的研究  29-45
  5.1 南京北郊大气PM_(10)中水溶性阴离子分布特征  29-32
    5.1.1 阴离子质量浓度特征  29-31
    5.1.2 阴离子粒径谱分布  31-32
  5.2 南京北郊大气PM_(10)中水溶性阴离子相关性分析  32-35
    5.2.1 阴离子间相关性  32-34
    5.2.2 NO~(3-)、SO_4~(2-)与NO_2、SO_2的相关性  34-35
  5.3 南京北郊大气PM_(10)中二次离子NO_3~-、SO_4~(2-)源解析  35-37
    5.3.1 PM_(10)中的NO_3~-和SO_4~(2-)来源解析  35-36
    5.3.2 NO_3~-、SO_4~(2-)转化率  36-37
  5.4 南京北郊冬季PM_(2.1-10)和PM_(2.1)中水溶性无机离子组成特征  37-40
  5.5 海盐对PM_(2.5)中水溶性组分的贡献  40-41
  5.6 南京北郊颗粒物中离子相关性  41-43
    5.6.1 WSIC、SO_4~(2-)与PM_(2.1)和PM_(2.1-10)的相关性  41-42
    5.6.2 Na~+与Cl~-相关性  42-43
    5.6.3 NO_3~-与SO_4~(2-)之间的相关性  43
  5.7 本章小结  43-45
第六章结论及研究展望  45-47
  6.1 主要结论  45
  6.2 论文特色和创新点  45-46
  6.3 研究展望  46-47
参考文献  47-52
作者简介  52-54
致谢  54

南京大气可吸入颗粒物的理化特性研究

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